【文章內(nèi)容簡介】 并要求式中 PM—負(fù)載所要求的電機(jī)軸輸出功率 —并聯(lián)電機(jī)的臺數(shù) ns—同時啟動的臺數(shù) ?—電機(jī)效率，?= Ks—電動啟動電流與電機(jī)額定電流之比值負(fù)載所要求的電機(jī)軸輸出功率 K—電流波形的修正系數(shù)，PWM方式取 PCN—變頻器容量，KVA ICN—變頻器額定電流，A 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的變頻器 根據(jù)起重機(jī)電機(jī)驅(qū)動的特性和技術(shù)要求，采用帶測速反饋接口的MASTERDRIVE6SE70系列變頻器作為主、副起升機(jī)構(gòu)的電機(jī)驅(qū)動，MASTERDRI Vector 6SE440系列變頻器作為大、小行車行走機(jī)構(gòu)的電機(jī)驅(qū)動，6SE440系列是一種通用性高性能矢量控制型變頻器，功能強(qiáng)，價格低，完全滿足行走機(jī)構(gòu)的需求。 起重機(jī)大車運(yùn)行方向有前后，小車運(yùn)行方向有左右要求，根據(jù)運(yùn)行速度至少要求分為檔，加減速時間為，通常小車行走機(jī)構(gòu)采用一臺電機(jī)，而大車行走機(jī)構(gòu)須采用2臺電機(jī)，大、小車本身的慣性也較大，為防止電機(jī)被倒拖處于發(fā)電狀態(tài)時產(chǎn)生過電壓，因此大小車變頻器都配置了制動單元及制動電阻來釋放能量。起重機(jī)整個電氣系統(tǒng)由系列PLC進(jìn)行控制，變頻器通過開關(guān)量端子接受PLC控制信號。為了減小對電網(wǎng)的諧波污染，每個變頻器均加有輸入電抗器，它不僅減小了高次諧波分量，同時也抑制了輸入電流峰值，有利于提高整流二極管使用壽命。電流輸入端采用斷路器作為變頻器的短路保護(hù)。通過利用上述公式的計(jì)算，改造后的橋式起重機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的變頻器如表32所示。 表 32 橋式起重機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的變頻器 變頻器型號 額定功率/電流主起升機(jī)構(gòu)6SE70272—ED6137KW/48A副起升機(jī)構(gòu)6SE70274—7ED6122KW/47A大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)6SE6440—2AD3115KW/30A小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)6SE6440—2AD25 、變頻器主要參數(shù)設(shè)置首先將所用電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)輸入P80—P85，大車變頻器應(yīng)輸入幾個電機(jī)的總電流及總功率，并且大車變頻器帶有幾個電機(jī)時應(yīng)運(yùn)行于線性頻率/電壓特性，速度變化采用固定頻率的迭加，同時利用變頻器的制動器接通、斷開功能由RL2輸出繼電器觸點(diǎn)控制機(jī)械制動器，使行走機(jī)構(gòu)在電機(jī)停止時不會由于外力而隨意移動。如表33所示 表 33 變頻器主要參數(shù)設(shè)置 參數(shù)號 參數(shù)值 說明P0026加速時間 秒P0036減速時間 秒P00551檔速度P0063附加速度給定P0070開關(guān)量輸入控制P0516固定頻率5開關(guān)P0526固定頻率4開關(guān)P0536固定頻率3開關(guān)P05410故障復(fù)位P0551運(yùn)行右轉(zhuǎn)P03562運(yùn)行左轉(zhuǎn)P0465固定頻率5P04415固定頻率4P04325固定頻率3P0616故障P0624外部制動控制P0770V/f特性（大車多電機(jī)）P0771FCC特性（小車單電機(jī)） 變頻器系統(tǒng)器件由斷路器、接觸器、電抗器、變頻器、制動電阻及制動單元組成。 為避開變頻器投入時直流回路電容器的充電電流峰值，為此變頻器配置的斷路器容量應(yīng)為電機(jī)額定電流的倍，整定值為斷路器額定值的倍。 接觸器在變頻器主回路中僅在變頻器輔助器件或控制回路故障時起斷開主回路的作用，一般不作回路開斷器件用，故可按電機(jī)額定電流選用接觸器容量，無須按開斷次數(shù)考核其壽命。 交流電抗器當(dāng)變頻器直接連接于一個大容量的電源變壓器(600kVA以上或離電源變壓器很近安裝)時，或電網(wǎng)回路中接有移相電容器，可能會在電網(wǎng)中產(chǎn)生過峰值電容，致使變頻器損壞。為此，在變頻器的輸入端加接交流電抗器，以抑制變頻器造成的高頻峰值電流，或電容器開斷造成的峰值電流對變頻器的危害。同時，交流電抗器的接入還可起到降低電機(jī)噪聲、改善起動轉(zhuǎn)矩、在電機(jī)輕載時改善電機(jī)功率因數(shù)的作用。 交流電抗器容量按電機(jī)容量配置，可參見變頻器生產(chǎn)廠推薦的配置表或按下列公式計(jì)算： 公式中 L一電抗器容量，H U一額定電壓，V I一電機(jī)額定電流，A；電抗電流值為電機(jī)額定電流的倍 f一最大周波數(shù)，Hz (2%一5%)U的選擇根據(jù)速比要求定，速比愈大百分比愈大。在變頻器與變壓器單臺獨(dú)配的系統(tǒng)中無須配置電抗器。 制動單元 為減小大慣性系統(tǒng)的減速時間，解決變頻器直流電路上的過電壓問題。常在其直流電路中加接一檢測直流電壓的晶體管。一旦直流回路電壓超過一定的界限，該晶體管導(dǎo)通，并將過剩的電能通過與之相接的制動電阻器轉(zhuǎn)化為熱能耗。在能量消耗的同時加速了轉(zhuǎn)速的減小，該能量消耗得愈多，制動時間愈小，此裝置即為變頻器的制動單元。 借助制動單元，消耗電機(jī)發(fā)電制動狀態(tài)下從動能轉(zhuǎn)換來的能量。 公式中 一直流回路電壓，V TB一制動轉(zhuǎn)矩，Nm TM一電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩(在附加電阻制動的情況下，電機(jī)自損耗約為電機(jī)額定功率 的20%左右)，Nm n一電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩(在附加電阻制動的情況下，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速)r/min在制動晶體管和制動電阻構(gòu)成的能耗回路中最大電流受晶體管許用電流的限制，因此在選擇制動電阻值時不可小于其最小制動電阻值。即 （W） 式中 一直流回路電壓，v 一制動晶體管允許的最大電流，A 因此，制動電阻應(yīng)RB按的關(guān)系選用。 式中 GD2M —電機(jī)轉(zhuǎn)子飛輪轉(zhuǎn)矩之和，Nm TL一負(fù)載轉(zhuǎn)矩，Nm n1一減速開始時轉(zhuǎn)速，r/min n2一減速結(jié)束時轉(zhuǎn)速，r/min 一減速時間，s 制動時平均消耗功率的計(jì)算如下: 電阻器額定功率計(jì)算 考慮到制動時間的不連續(xù)性，電阻器的額定功率Pr0(許用功率)，可按許用功率增加系數(shù)m(m=Pr0/Pr)和制動電阻使用率D之間的關(guān)系曲線，由關(guān)系曲線可查得m值，再由用Pr=Pr0/m求得電阻器實(shí)配功率。 由于高次諧波的驅(qū)動效應(yīng)，電纜的實(shí)際使用面積減少，單位實(shí)際工作電阻增大，電纜壓降有增大的趨勢，故所配電纜一般大于常規(guī)使用值。如轉(zhuǎn)換器與電機(jī)間的主回路配線不當(dāng)，將會是電壓下降較多，從而降低電機(jī)轉(zhuǎn)矩，增大電機(jī)電流，引起電機(jī)過熱。近年來變頻器廠家將變頻器額定電壓設(shè)計(jì)成稍低于電源電壓，如380V電源用變頻器標(biāo)稱電壓為360V等，有利于輸電線容量的降低。 綜上所述，變頻自身特性及合理選擇是驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功的首要因素，但輔件配置的恰當(dāng)與否同樣不容忽視。4可編程序控制器在橋式起重機(jī)變頻控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 PLC的系統(tǒng)組成與各部分的作用 PLC是一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機(jī)系統(tǒng)基本相同。按結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC可分為整體式和組合式。 整體式PLC是將中央處理器(CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構(gòu)成主機(jī)。另外還有獨(dú)立的I/O擴(kuò)展單元與主機(jī)配合使用。主機(jī)中，CPU是PLC的核心，I/O單元是連接CPU與現(xiàn)場設(shè)備之間的接口電路，通信接口用于PLC與編程器和上位機(jī)等外部設(shè)備的連接。 組合式PLC將CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能I/O單元、通信單元等分別做成相應(yīng)的電路板或模塊，各模塊插在底板上，模塊之間通過底板上的總線相連。 還可以利用PC作為編程器，PLC生產(chǎn)廠家配有相應(yīng)的編程軟件，使用編程軟件可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實(shí)現(xiàn)不同編程語言的互相轉(zhuǎn)換。目前PLC使用性能較好的SIEMENS公司、日本的三菱、歐姆龍、美國的AB公司，根據(jù)性價比的選擇，根據(jù)被控對象的I/O點(diǎn)數(shù)以及工藝要求、掃描速度、自診斷功能等方面的考慮，采用SIEMENS公司的S7200系列PLC。 對橋式起重機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的基本要求 （1）主、副機(jī)構(gòu)升降速度調(diào)節(jié)。 (2)運(yùn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度調(diào)節(jié)。 (3)保護(hù)功能:主副機(jī)構(gòu)上升限位、下降限位、大車限位、小車限位、主副機(jī)構(gòu)及大、 小車電機(jī)的保護(hù)等。 控制系統(tǒng)應(yīng)由PLC、繼電器、操縱臺各主令控制器、開關(guān)、按鈕、指示燈及各部位限位開關(guān)等組成。 根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，控制系統(tǒng)應(yīng)具備的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，名稱、代碼及地址編號如下表41所示。 表 41 控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配 名稱 代碼/ 地址編碼 輸入信號啟動輸入點(diǎn)QA1停止輸入點(diǎn)TA1主鉤超重輸入點(diǎn)CK1副鉤超重輸入點(diǎn)CK2主鉤變頻故障輸入點(diǎn)BRL11副鉤變頻故障輸入點(diǎn)BRL21小車變頻故障輸入點(diǎn)BRL41大車變頻故障輸入點(diǎn)BRL31大車故障輸入點(diǎn)KR3主鉤故障輸入點(diǎn)KR1副鉤故障輸入點(diǎn)KR2小車故障輸入點(diǎn)KR4安全開關(guān)輸入點(diǎn)AK主接觸器應(yīng)答輸入點(diǎn)KM0主鉤起升一檔輸入點(diǎn)主鉤下降一檔輸入點(diǎn)主鉤二檔輸入點(diǎn)主鉤三檔輸入點(diǎn)主鉤四檔輸入點(diǎn)主鉤五檔輸入點(diǎn)主鉤上升限位輸入點(diǎn)XK11主鉤下降限位輸入點(diǎn)XK12副鉤起升一檔輸入點(diǎn)副鉤下降一檔輸入點(diǎn)副鉤二檔輸入點(diǎn)副鉤三檔輸入點(diǎn)副鉤四檔輸入點(diǎn)副鉤五檔輸入點(diǎn)副鉤上升限位輸入點(diǎn)XK21副鉤下降限位輸入點(diǎn)XK22大車左行一檔輸入點(diǎn)大車右行一檔輸入點(diǎn)大車二檔輸入點(diǎn)大車三檔輸入點(diǎn)大車四檔輸入點(diǎn)大車五檔輸入點(diǎn)大車左行限位輸入點(diǎn)XK31大車右行限位輸入點(diǎn)XK32小車前行一檔輸入點(diǎn)小車后行一檔輸入點(diǎn)小車二檔輸入點(diǎn)小車三檔輸入點(diǎn)小車四檔輸入點(diǎn)小車五檔輸入點(diǎn)小車前行限位輸入點(diǎn)XK41小車后行限位輸入點(diǎn)XK42總空開合閘輸